微波仿真軟件有哪些？有哪些算法和原理

　　1．引言

　　微波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)電路的指標(biāo)要求越來(lái)越高，電路的功能越來(lái)越多，電路的尺寸要求越做越小，而設(shè)計(jì)周期卻越來(lái)越短。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要，使用微波EDA軟件工具進(jìn)行微波元器件與微波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為微波電路設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。隨著單片集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，GaAs、硅為基礎(chǔ)的微波、毫米波單片集成電路（MIMIC）和超高速單片集成電路（VHSIC）都面臨著一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，電路的設(shè)計(jì)與工藝研制曰益復(fù)雜化，如何進(jìn)一步提高電路性能、降低成本，縮短電路的研制周期，已經(jīng)成為電路設(shè)計(jì)的一個(gè)焦點(diǎn)，而EDA技術(shù)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。EDA技術(shù)的范疇包括電子工程設(shè)計(jì)師進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，以及電子產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中期望由計(jì)算機(jī)提供的各種輔助功能。一方面EDA技術(shù)可為系統(tǒng)級(jí)、電路級(jí)和物理實(shí)現(xiàn)級(jí)三個(gè)層次上的輔助設(shè)計(jì)過(guò)程，另一方面EDA技術(shù)應(yīng)包括電子線路從低頻到高頻，從線性到非線性，從模擬到數(shù)字，從分立電路到集成電路的全部設(shè)計(jì)過(guò)程［1-2］。隨著無(wú)線和有線設(shè)計(jì)向更高頻率的發(fā)展和電路復(fù)雜性的增加，對(duì)于高頻電磁場(chǎng)的仿真，由于忽略了高階傳播模式而引起仿真的誤差。另外，傳統(tǒng)模式等效電路分析方法的限制，與頻率相關(guān)電容、電感元件等效模型而引起的誤差。例如，在分析微帶線時(shí)，許多易于出錯(cuò)的無(wú)源模式是由于微帶線或帶狀線的交叉、階梯、彎曲、開(kāi)路、縫隙等等，在這種情況下是多模傳輸。為此，通常采用全波電磁仿真技術(shù)去分析電路結(jié)構(gòu)，通過(guò)電路仿真得到準(zhǔn)確的非連續(xù)模式S參數(shù)。這些EDA仿真軟件與電磁場(chǎng)的數(shù)值解法密切相關(guān)的，不同的仿真軟件是根據(jù)不同的數(shù)值分析方法來(lái)進(jìn)行仿真的。通常，數(shù)值解法分為顯示和隱示算法，隱示算法（包括所有的頻域方法）隨著問(wèn)題的增加，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非線性。顯示算法（例如 FDTD、FIT方法在處理問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)出合理的存儲(chǔ)容量和時(shí)間。本文根據(jù)電磁仿真工具所采用的數(shù)值解法進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)常用的微波EDA仿真軟件進(jìn)行論述。